流化床反应器的优缺点是怎样的呢
流化床反应器是一种高效的化学反应器，常被应用于石油化工、化学工业、环保工业等领域。它能够实现物料的均匀混合、高效传质和快速反应，因此在许多工业过程中得到了广泛应用。本文将从优缺点两个方面对流化床反应器进行分析。
优点
高效传质
流化床反应器中的物料是在高速气流的冲击下呈流态的固体颗粒，颗粒之间存在着很大的表面积和间隙。在这种情况下，气流能够通过颗粒之间的间隙将物料深入颗粒内部，从而达到高效传质的目的。这种优越的传质特性通常使得反应速率大大提高，从而实现更高的反应效率和更佳的产物纯度。
自调控性
由于物料在流化床反应器中是呈流态和悬浮态的，而且颗粒之间存在间隙，这使得流化床反应器具有很高的自调控性。当反应过程中发生温度、压力、流速等突变时，反应器能够自动调整颗粒的流动速度和流动状态，使其尽可能地适应新的反应条件，从而保证反应的稳定进行。
适应性强
流化床反应器能够适应各种物料和反应体系，包括均质反应、复合反应、气-固反应、液-固反应等。其通用性和适应性是其他反应器所不能比拟的。
抗堵塞
在一些高聚物合成反应中，产生的聚合物会聚集在反应系统中，导致管道和反应器堵塞。而流化床反应器由于具有大量的床体颗粒，这样的问题很少发生，因为颗粒可以很容易地流动和清理。
缺点
需要高压气源
在流化床反应器中，需要通过高压气体来维持固体颗粒的流动状态，这需要相应的高压气源。同时，气源的稳定性和流量需要得到保证，否则流化床的稳定性可能会受到影响。
技术难度较高
流化床反应器的设计和操作需要高超的技术水平。一方面，反应体系需要在高
温高压下稳定运行，另一方面，颗粒流动状态的调控需要丰富的经验和实际操作能力。因此，相对于其他反应器来说，流化床反应器在技术上的门槛相对较高。
需要考虑颗粒的磨损和改性
反应器中的颗粒在长时间的高温高压下可能会发生磨损和氧化，导致其性能下降。因此，需要在反应器运行过程中对颗粒进行改性或更换，这需要相应的技术和成本支持。
设备成本较高
由于流化床反应器的设计和制造需要考虑高温高压的要求以及床体颗粒的精度
和粘附性等因素，因此其成本相对较高，对制造厂商和使用者都是一定的挑战。
结论
总的来说，流化床反应器在高效传质、自调控性、适应性和抗堵塞等方面有着
非常优越的特性，但是也需要考虑高压气源、技术难度、颗粒的改性和成本等因素。在实际应用中，需要根据具体需求和实际情况进行合理选择和设计。
流化床反应器的机理 流化床反应器是一种广泛应用于化工、石油、化肥、环保等领域的反应器。它具有反应速度快、传热传质效果好、操作灵活等优点，因此被广泛应用于化工生产中。那么，流化床反应器的机理是什么呢？ 我们需要了解什么是流化床。流化床是指在一定的气体流速下，固体颗粒被气体流体化，形成一种类似于液体的状态。在流化床反应器中，反应物与催化剂被加入到流化床中，通过气体的流动，使反应物与催化剂充分混合，从而实现反应。 流化床反应器的机理主要包括以下几个方面： 1.气体流动机理 在流化床反应器中，气体是流动的主体。气体的流动状态对反应器的反应速度、传热传质效果等有着重要的影响。气体流动的机理主要包括两个方面：床层内部的气体流动和床层与反应器壁之间的气体流动。床层内部的气体流动是指气体在流化床内部的流动状态，包括床层内部的涡流、旋涡等。床层与反应器壁之间的气体流动是指气体在床层与反应器壁之间的流动状态，包括气体的流速、流量等。 2.固体颗粒的运动机理
在流化床反应器中，固体颗粒是被气体流体化的。固体颗粒的运动状态对反应器的反应速度、传热传质效果等有着重要的影响。固体颗粒的运动机理主要包括两个方面：床层内部的固体颗粒运动和床层与反应器壁之间的固体颗粒运动。床层内部的固体颗粒运动是指固体颗粒在流化床内部的运动状态，包括固体颗粒的涡流、旋涡等。床层与反应器壁之间的固体颗粒运动是指固体颗粒在床层与反应器壁之间的运动状态，包括固体颗粒的流速、流量等。 3.反应机理 在流化床反应器中，反应物与催化剂被加入到流化床中，通过气体的流动，使反应物与催化剂充分混合，从而实现反应。反应机理主要包括反应物与催化剂的混合机理、反应物与催化剂的反应机理等。反应物与催化剂的混合机理是指反应物与催化剂在流化床中的混合状态，包括反应物与催化剂的分布、浓度等。反应物与催化剂的反应机理是指反应物与催化剂在流化床中的反应机理，包括反应物与催化剂的反应速率、反应产物的生成等。 流化床反应器的机理主要包括气体流动机理、固体颗粒的运动机理和反应机理等方面。在实际应用中，需要根据不同的反应物、催化剂等因素，对流化床反应器进行优化设计，以实现最佳的反应效果。
1、流化床反应器的优点： ①整个床层处于恒温状态,在最佳温度点操作； ②传热强度高，适宜于强吸热或放热反应； ③颗粒比较细小，有效系数高，可减少催化剂用量； ④压降恒定，不易受异物堵塞。 2、流化床反应器的缺点： ①物料的流动更接近于理想混合流，返混较严重； ②对设备精度要求较高； ③催化剂易磨损； ④反应器体积比固定床反应器大，并且结构复杂。 实际反应器中流动状况 理想流动模型是二种极端状况下的流体流动，而实际的工业反应器中的反应物料流动模型与理想流动有所偏离，往往介于两者之间。对于所有偏离理想置换和理想混合的流动模式统称为非理想流动。显然，偏离理想流动的程度不同，反应结果也不同。 一、实际反应器中流动状况偏离理想流动状况的原因 可以归结为下列几个方面： 1、滞留区的存在：滞留区亦称死区、死角，是指反应器中流体流动极慢导致几乎不流动的区域。滞留区主要产生于设备的死角中，如设备两端、挡板与设备壁的交接处以及设备设有其它障碍物时，最易产生死角。滞留区的减少主要通过合理的设计来保证。 2、在沟流与短路：设备设计不合理，如进出口离得太近会出现短路。固定床反应器、填料塔中，由于催化剂颗粒或填料装填不匀，形成低阻力的通道，使部分流体快速从此通过，而形成沟流。 3、环流：实际的釜式反应器、鼓泡塔和流化床中均存在流体的循环运动。 4、流体流速分布不均匀：由于流体在反应器内的径向流速分布的不均匀，造成流体在反应器内的停留时间长短不一。如管式反应器中流体呈层流流动，同一截面上物料质点的流速不均匀，与理想置换反应器发生明显偏离。 扩散：由于分子扩散及涡流扩散的存在而造成物料质点的混合，使停留时间分布偏离理想流动状况。
浅析聚丙烯装置中流化床反应器 目前，在化工、石油、冶金、核工业等部门流化床反应器已得到广泛应用。流化床反应器在现代工业中的早期应用为20世纪20年代出现的粉煤气化的温克勒炉，但现代流化反应技术的开拓，是以40年代石油催化裂化为代表的。 一、流化床反应器的分类及结构 按流化床反应器的应用可分为两类：一类的加工对象主要是固体，如矿石的焙烧，称为固相加工过程；另一类的加工对象主要是流体，如石油催化裂化、酶反应过程等催化反应过程，称为流体相加工过程。 流化床反应器的结构有两种形式：①有固体物料连续进料和出料装置，用于固相加工过程或催化剂迅速失活的流体相加工过程。例如催化裂化过程，催化剂在几分钟内即显著失活，须不断予以分离后进行再生。②无固体物料连续进料和出料装置，用于固体颗粒性状在相当长时间（如半年或一年）内，不发生明显变化的反应过程。 近年来，细颗粒和高气速的湍流流化床及高速流化床均已有工业应用。在气速高于颗粒夹带速度的条件下，通过固体的循环以维持床层，由于强化了气固两相间的接触，特别有利于相际传质阻力居重要地位的情况。但另一方面由于大量的固体颗粒被气体夹带而出，需要进行分离并再循环返回床层，因此，对气固分离的要求也就很高了。 二、UnipoITM聚丙烯流化床反应系统 某石化企业UnipoITM聚丙烯装置流化床反应系统主要是由4台工艺设备组成：A、流化床反应器。B、产品出料系统。C、循环气压缩机。D、冷却器。Unipol聚丙烯工艺是一套简单、精致的系统，其特点是使用气相流化床反应器。与一些竞争者使用的液相工艺不同的是，Unipol聚丙烯工艺设计更简单，并且不需要有处理、分离和回收溶剂的设备。Unipol聚丙烯工艺由一台或两台气相流化床反应器组成。反应器内部没有移动部件或机械气固分离系统。单台反应器可生产均
流化床反应器 1. 概念定义 流化床反应器是一种重要的化工流程装置，它是在化学反应领域中广泛应用的一种技术。 在流化床反应器中，被处理的固体颗粒（催化剂、吸附剂等）在气体或液体作用下，通过向上流动的流体使颗粒悬浮并流动，形成了一种类似流体的状态。这种悬浮和流动的状态被称为“流化床”，而整个流化床反应器就是为了在这种状态下进行化学反应。 2. 流化床反应器的重要性 流化床反应器具有以下几个重要的特点和优势，这使得它在化工领域中具有重要的地位： 2.1 高传质和传热效率 流化床反应器具有很高的传质和传热效率。由于颗粒的悬浮和流动，颗粒表面和周围流体之间的接触面积大大增加，从而增强了传质和传热的速率，加快了反应速度。 2.2 反应均匀性良好 由于流化床反应器中颗粒的均匀悬浮和流动，颗粒之间的接触和混合非常充分，从而使反应物质的浓度分布均匀，减小了反应物质的浓度梯度，提高了反应的均匀性。 2.3 反应温度控制容易 由于流化床反应器中流体的排列比较松散，颗粒之间的空隙较大，热量容易通过流体与颗粒之间的接触传递，降低了温度梯度，减小了局部过热或过冷的可能性，使得反应温度控制更为容易。 2.4 可以处理不同颗粒尺寸和形状的固体 流化床反应器可以处理不同尺寸和形状的固体颗粒，因为颗粒在气体或液体的作用下可以悬浮并形成流化床状态，不需要使用机械力来搅拌或搅动颗粒。 2.5 可以适应多相反应
流化床反应器可以适应多相反应（如气液反应、液液反应、气固反应等），在反应过程中，可以通过控制流速、压力和温度等参数来调整反应物质的相态，以实现高效的催化和传质。 3. 流化床反应器的应用 流化床反应器广泛应用于化工工艺中的多个领域和过程，以下是一些典型的应用：3.1 催化反应 流化床反应器在催化反应中具有重要的应用，特别是在液相催化反应和气相催化反应中。通过选择适当的催化剂并调节反应工艺条件，可以实现高效的催化转化，提高反应物质的选择性和产率。 3.2 吸附分离 流化床反应器在吸附分离过程中也有广泛的应用。利用颗粒的悬浮和流动，可以实现颗粒与床层之间的很好的质量传递，提高吸附和解吸过程的速率和效率。这使得流化床反应器在分离和纯化各种气体和液体中的成分具有重要的应用价值。 3.3 燃烧和气化 流化床反应器在燃烧和气化领域也有重要的应用。例如，利用流化床反应器可以实现煤炭和生物质的高效气化和燃烧，将其转化为燃气或液体燃料，用于能源生产和环境保护。 3.4 干燥和结晶 流化床反应器还可以应用于固体颗粒的干燥和结晶过程中。通过调节反应器中气体的温度和湿度等参数，可以实现颗粒表面的蒸发和冷凝，以及颗粒之间的传质和传热，从而实现高效的干燥和结晶。 4. 结语 流化床反应器作为一种重要的化工流程装置，具有高传质和传热效率、反应均匀性良好、反应温度控制容易、可以处理不同颗粒尺寸和形状的固体以及适应多相反应等重要特点和优势。它在催化反应、吸附分离、燃烧和气化以及干燥和结晶等领域中有广泛的应用。对于理解流化床反应器的概念、重要性和应用等方面，可以为化学工程师和研究人员提供重要的参考和指导。
一，选择题 1.转化率、选择性与收率是衡量一个化工过程的重要指标。下列关于转化率、选择性与收率说法错误的是：( ) A、 转化率是针对反应物而言的 B、 选择性是针对目的产物而言的 C、 转化率越高，选择性也越高 D、 收率等于转化率与选择性之积 我的答案：C 2. 下列油品中，沸程最低的是( ) A、 汽油 B、 煤油 C、 柴油 D、 润滑油 我的答案：A
3.氧化过程的共同特点有：氧化剂、（）、热力学上都很有利和多种途径经受氧化。 A、都有氧气参与 B、强放热 C、强吸热 D、微放热 我的答案：B 4.在氧化过程中，（）是很关键的问题。 A、氧化剂 B、移热 C、补偿热 D、还原剂 我的答案：B 5.要在烃类或其它化合物中引入氧,（）做氧化剂来源丰富，无腐蚀性，但氧化能力弱。 A、液态氧
B、气态氧 C、固态氧 D、水 我的答案：B 6.烃类是用于制备各种氧化产品的重要原料，但烃类的最终氧化产物都是（）。 A、Ｃ和Ｈ２Ｏ B、ＣＯ和Ｈ２Ｏ C、ＣＨ４和Ｈ２Ｏ D、ＣＯ２和Ｈ２Ｏ 我的答案：D 7.在烃类及其它有机物的自氧化反应中是按自由基链式反应机理进行的，其中决定性是（）。 A、链的引发 B、链的传递 C、链的终止
D、以上三步的作用一样 我的答案：A 8.目前，工业上生产环氧乙烷的主要生产方法是乙烯的环氧化，用（）作为催化剂。 A、Cu B、Zn C、Ag D、Pt 我的答案：C 9.丙烯氨氧化制丙烯腈是一反应，反应温度，工业上大多采用流化床反应器。（） A、强放热较高 B、微放热较高 C、微吸热较低 D、强吸热较低 我的答案：A
焦作大学 毕业论文（设计） 题目：流化床反应器的设计概论 姓名：常青雪 年级： 1205062 院系：化工与环境工程学院 专业：化学工程 指导老师：付金峰 完成时间： 2015年5月19日
目录 第一章概述 (2) 1.1 流态化基本概念 (2) 1.1.1 概念 (2) 1.1.2流态化现象 (4) 1.1.3散式流态化和聚式流态化 (5) 1.1.4流化态过程中的不正常现象 (7) 第二章流化床反应器的结构、参数及其工艺计算 (9) 2.1 理想流体的流化床的流化速度 (9) 2.1.1临界硫化速度 (9) 2.1.2操作流化速度 (9) 2.1.2流化床反应器结构 (11) 2.2 流化床反应器的床型 (13) 3.1 传质概率与传质微分方程 (16) 3.1.1 混合物组成的表示方法 (16) 3.1.2 传质的通量 (17) 3.2质量传递的基本方式 (18) 3.2.1 分子传质 (18) 3.2流化床的传热 (21) 第四章数据处理及结论 (23) 4.1数据处理 (23) 4.1.1 质量衡算 (23) 4.1.2能量衡算 (23) 4.2.2流化床反应器的开发与放大 (25) 致谢 (30) 参考文献 (31)
第一章概述 流化床反应器比较适用于强烈放热、催化剂易于失活的有机反应过程。在流化床反应器中工业催化剂除具有良好的活性、产品选择性和稳定性外，还必须满足一定的粒度分布要求并具有良好的硫化性能和耐磨性。流化床反应器的传质、传热效果好，升温降温时温度分布稳定，催化剂可以连续再生，反应器单位产量大，单位投资抵等优点。 1.1 流态化基本概念 1.1.1 概念 一般指固体流态化，又称假液化，简称流化，它是利用流动流体的作用，将固体颗粒群悬浮起来，从而使固体颗粒具有某些流体表观特征，利用这种流体与固体间的接触方式实现生产过程的操作，称为流态化技术，属于粉体工程的研究范畴。 流态化技术是一种强化流体(气体或液体)与固体颗粒间相互作用的操作，如在直立的容器内间歇地或连续地加入颗粒状固体物料，控制流体以一定速度由底部通入，使其压力降等于或略大于单位截面上固体颗粒的重量，固体颗粒即呈悬浮状运动而不致被流体带走。
实验一流化床反应器的特性测定 一、实验目的 流化床反应器的重要特征是细颗粒催化剂在上升气流作用下作悬浮运动，固体颗粒 剧烈地上下翻动。这种运动形式使床层内流体与颗粒充分搅动混和，避免了固定床反应器中的“热点”现象，床层温度分布均匀。然而，床层流化状态与气泡现象对反应影响很大，尽管有气泡模型与两相模型的建立，但设计中仍以经验方法为主。本实验旨在观察和分析流化床的操作状态，目的如下： 1、观察流化床反应器中的流态化过程。 2、掌握流化床压降的测定并绘制压降与气速的关系图。 3、计算临界流化速度及最大流化速度，并与实验结果作比较。 二、实验原理 与固定床反应器相比，流化床反应器的优点是：①可以实现固体物料的连续输入和 输出；②流体和颗粒的运动使床层具有良好的传热性能，床层内部温度均匀，而且易于控制，特别适用于强放热反应；③便于进行催化剂的连续再生和循环操作，适于催化剂失活速率高的过程的进行，石油馏分催化流化床裂化的迅速发展就是这一方面的典型例子。流化床存在的局限性：①由于固体颗粒和气泡在连续流动过程中的剧烈循环和搅动，无论气相或固相都存在着相当广的停留时间分布，导致不适当的产品分布，阵低了目的产物的收率；②反应物以气泡形式通过床层，减少了气-固相之间的接触机会，降低了反应转化率；③由于固体催化剂在流动过程中的剧烈撞击和摩擦，使催化剂加速粉化，加上床层顶部气泡的爆裂和高速运动、大量细粒催化剂的带出，造成明显的催化剂流失。 （1）流态化现象 气体通过颗粒床层的压降与气速的关系如图4-1所示。当流体流速很小时，固体颗 粒在床层中固定不动。在双对数坐标纸上床层压降与流速成正比，如图AB段所示。此时为固定床阶段。当气速略大于B点之后，因为颗粒变为疏松状态排列而使压降略有下降。 图1-1 气体流化床的实际ΔP -u关系图 该点以后流体速度继续增加，床层压降保持不变，床层高度逐渐增加，固体颗粒悬 浮在流体中，并随气体运动而上下翻滚，此为流化床阶段，称为流态化现象。开始流化 的最小气速称为临界流化速度u mf 。 当流体速率更高时，如超过图中的E点时。整个床层将被流体所带走，颗粒在流体中形成悬浮状态的稀相，并与流体一起从床层吹出，床层处于气流输送阶段。E点之后正常的流化状态被破坏，压降迅速降低，与E点相应的流速称为最大流化速度u t 。
流化床简介 按照床层的外形分类可分为圆筒形和圆锥形流化床。圆筒形流化床反应器结构简单,制造容易,设备容积利用率高。圆锥形流化床反应器的结构比较复杂,制造比较困难,设备的利用率较低,但因其截面自下而上逐渐扩大,故也具有很多优点: 1、适用于催化剂粒度分布较宽的体系由于床层底部速度大,较大颗粒也能流化,防止了分布板上的阻塞现象,上部速度低,减少了气流对细粒的带出,提高了小颗粒催化剂的利用率,也减轻了气固分离设备的负荷。这对于在低速下操作的工艺过程可获得较好的流化质量。2、由于底部速度大,增强了分布板的作用床层底部的速度大,孔隙率也增加,使反应不致过分集中在底部,并且加强了底部的传热过程,故可减少底部过热和烧结现象。 3、适用于气体体积增大的反应过程气泡在床层的上升过程中,随着静压的减少,体积相应增大。采用锥形床,选择一定的锥角,可适应这种气体体积增大的要求,使流化更趋平稳。 按照床层中是否设置有内部构件分类可分为自由床和限制床。床层中设置内部构件的称为限制床,未设置内部构件的称为自由床。设置内部构件的目的在于增进气固接触,减少气体返混,改善气体停留时间分布,提高床层的稳定性,从而使高床层和高流速操作成为可能。许多流化床反应器都采用挡网、挡板等作为内部构件。对于反应速度快、延长接触时间不至于产生严重副反应或对于产品要求不严的催化反应过程,则可采用自由床,如石油炼制工业的催化裂化反应器便是典型的一例。 按照反应器内层数的多少分类可分为单层和多层流化床。对气固相催化反应主要采用单层流化床。多层式流化床中,气流由下往上通过各段床层,流态化的固体颗粒则沿溢流管从上往下依次流过各层分布板,如用于石灰石焙烧的多层式流化床的结构。 按是否催化反应分类分为气固相流化床催化反应器和气固相流化床非催化反应器两种。以一定的流动速度使固体催化剂颗粒呈悬浮湍动,并在催化剂作用下进行化学反应的设备是气固相流化床催化反应器,它是气固相催化反应常用的一种反应
第七章 流化床反应器 1.所谓流态化就是固体粒子像_______一样进行流动的现象。（流体） 2.对于流化床反应器，当流速达到某一限值，床层刚刚能被托动时，床内粒子就开始流化起来了，这时的流体空线速称为_______。（起始流化速度） 3.对于液—固系统的流化床，流体与粒子的密度相差不大，故起始流化速度一般很小，流速进一步提高时，床层膨胀均匀且波动很小，粒子在床内的分布也比较均匀，故称作_______。（散式流化床） 4.对于气—固系统的流化床反应器，只有细颗粒床，才有明显的膨胀，待气速达到_______后才出现气泡；而对粗颗粒系统，则一旦气速超过起始流化速度后，就出现气泡，这些通称为_______。（起始鼓泡速度、鼓泡床） 5.对于气—固系统的流化床反应器的粗颗粒系统，气速超过起始流化速度后，就出现气泡，气速愈高，气泡的聚并及造成的扰动亦愈剧烈，使床层波动频繁，这种流化床称为_______。（聚式流化床） 6.对于气—固系统的流化床反应器，气泡在上升过程中聚并并增大占据整个床层，将固体粒子一节节向上推动，直到某一位置崩落为止，这种情况叫_______。（节涌） 7.对于流化床反应器，当气速增大到某一定值时，流体对粒子的曳力与粒子的重力相等，则粒子会被气流带出，这一速度称为_______。（带出速度或终端速度） 8.对于流化床反应器，当气速增大到某一定值时，流体对粒子的_______与粒子的_______相等，则粒子会被气流带出，这一速度称为带出速度。（曳力、重力） 9.流化床反应器的mf t u u /的范围大致在10～90之间，粒子愈细，比值_______，即表示从能够流化起来到被带出为止的这一范围就愈广。（愈大） 10.流化床反应器中的操作气速0U 是根据具体情况定的，一般取流化数mf U U 0在_______范围内。（1.5～10） 11.对于气—固相流化床，部分气体是以起始流化速度流经粒子之间的空隙外，多余的气体都以气泡状态通过床层，因此人们把气泡与气泡以外的密相床部分分别称为_______与_______。（泡相、乳相） 12.气—固相反应系统的流化床中的气泡，在其尾部区域，由于压力比近傍稍低，颗粒被卷了进来，形成了局部涡流，这一区域称为_______。（尾涡） 13.气—固相反应系统的流化床中的气泡在上升过程中，当气泡大到其上升速度超过乳相气速时，就有部分气体穿过气泡形成环流，在泡外形成一层所谓的_______。（气泡云） 14.气—固相反应系统的流化床反应器中的气泡，_______和_______总称为气泡晕。（尾涡、气泡云） 15.气—固相反应系统的流化床中，气泡尾涡的体积W V 约为气泡体积b V 的_______。（1/3） 16.气—固相反应系统的流化床，全部气泡所占床层的体积分率b δ可根据流化床高f L 和起 始流化床高mf L 来进行计算，计算式为=b δ_______。（f mf f L L L -） 17.在气—固相反应系统的流化床中设置分布板，其宗旨是使气体_______、_______、_______和_______为宜。（分布均匀、防止积料、结构简单、材料节省）
1、平推流反应器中，。 反应器中任一横截面上各质点浓度或转化率不同 浓度或转化率沿轴向不变 浓度或转化率沿轴向变化 反应器中沿轴向反应速度不变 2、反应A + B → C，已知，则反应级数n=_______。 1 2 3 3、对于一非恒容均相化学反应，反应产物B的化学反应速率=_______。
4、如果平行反应均为一级不可逆反应，若，提高收率 应。 降低浓度 提高温度 提高浓度 降低温度 5、一级连串反应A → P → S在平推流管式反应器中进行，使目的产物P浓度最大时的反应时间_______。 6、对于一非恒容均相化学反应，反应组分A的化学反应速率 _______。
7、管式反应器的特点是 。 返混小，所需反应器容积较小 ，比传热面积大，但对慢速反应，管要很长，压降大 温度、浓度容易控制，产品质量可调 结构简单，返混程度与高径比及搅拌有关，轴向温差大 流体与固体（催化剂）颗粒呈逆流流动 8、反应 ，已知 ，则反应级数n=_______。 F. 2 3 0 1 9、下列哪些现象不属于非理想流动现象？ 活塞流 循环流 沟流
短路 10、下面几种操作过程中，不能按恒容过程处理。 总摩尔数不发生变化的等温气相反应 均相的液相反应 间歇操作的液相反应或气相反应 体系中有少量惰性气体的等温气相反应 11、如果平行反应均为一级不可逆反应，若，提高选择性应_______。 提高浓度 提高温度 降低温度 降低浓度 12、在理想全混流反应器中，物料。 浓度相同，温度不同 浓度不同，温度也不同 浓度不同，温度相同 浓度相同，温度也相同
13、如果连续操作的反应器达到定态，那么反应器中的浓度、温度等参数（） 随时间变化，也随位置变化 不随时间变化，可能随位置变化 不随时间变化，也不随位置变化 随时间变化，但不随位置变化 14、测量气—固相催化反应速率，在确定有无外扩散影响时是在没有改变_______的条件下进行实验的。 催化剂装置 进料流量 催化剂装量 15、下列属于理想吸附等温方程的是_______。 BET型 Freundlich型 Temkin型 Langmuir型 16、反应，已知k=0.8 L/(s·mol)，则反应级数n= 。 3
第七章流化床反应器 1.所谓流态化就是固体粒子像_______一样进行流动的现象。（流体） 2.对于流化床反应器，当流速达到某一限值，床层刚刚能被托动时，床内粒子就开始流化起来了，这时的流体空线速称为_______。（起始流化速度） 3.对于液—固系统的流化床，流体与粒子的密度相差不大，故起始流化速度一般很小，流速进一步提高时，床层膨胀均匀且波动很小，粒子在床内的分布也比较均匀，故称作_______。（散式流化床） 4.对于气—固系统的流化床反应器，只有细颗粒床，才有明显的膨胀，待气速达到_______后才出现气泡；而对粗颗粒系统，则一旦气速超过起始流化速度后，就出现气泡，这些通称为_______。（起始鼓泡速度、鼓泡床） 5.对于气—固系统的流化床反应器的粗颗粒系统，气速超过起始流化速度后，就出现气泡，气速愈高，气泡的聚并及造成的扰动亦愈剧烈，使床层波动频繁，这种流化床称为_______。（聚式流化床） 6.对于气—固系统的流化床反应器，气泡在上升过程中聚并并增大占据整个床层，将固体粒子一节节向上推动，直到某一位置崩落为止，这种情况叫_______。（节涌） 7.对于流化床反应器，当气速增大到某一定值时，流体对粒子的曳力与粒子的重力相等，则粒子会被气流带出，这一速度称为_______。（带出速度或终端速度）8.对于流化床反应器，当气速增大到某一定值时，流体对粒子的_______与粒子
的_______相等，则粒子会被气流带出，这一速度称为带出速度。（曳力、重力） 9.流化床反应器的mf t u u /的范围大致在10～90之间，粒子愈细，比值_______，即表示从能够流化起来到被带出为止的这一范围就愈广。（愈大） 10.流化床反应器中的操作气速0U 是根据具体情况定的，一般取流化数mf U U 0在_______范围内。（1.5～10） 11.对于气—固相流化床，部分气体是以起始流化速度流经粒子之间的空隙外，多余的气体都以气泡状态通过床层，因此人们把气泡与气泡以外的密相床部分分别称为_______与_______。（泡相、乳相） 12.气—固相反应系统的流化床中的气泡，在其尾部区域，由于压力比近傍稍低，颗粒被卷了进来，形成了局部涡流，这一区域称为_______。（尾涡） 13.气—固相反应系统的流化床中的气泡在上升过程中，当气泡大到其上升速度超过乳相气速时，就有部分气体穿过气泡形成环流，在泡外形成一层所谓的_______。（气泡云） 14.气—固相反应系统的流化床反应器中的气泡，_______和_______总称为气泡晕。（尾涡、气泡云） 15.气—固相反应系统的流化床中，气泡尾涡的体积W V 约为气泡体积b V 的_______。（1/3） 16.气—固相反应系统的流化床，全部气泡所占床层的体积分率b 可根据流化床
化学反应器分类及其特点
化学反应器的分类及特点 秦财德 （中南大学、化学化工学院、化工1002班） 摘要: 反应器的应用始于古代，制造陶器的窑炉就是一种原始的反应器。近代工业中的反应器形式多样。化学反应器，用于实现液相单相反应过程和液液、气液、液固、气液固等多相反应过程。器内常设有搅拌（机械搅拌、气流搅拌等）装置。本文主要介绍化学反应器的分类和特点 关键词：化学反应器特点典型反应 现在的化工反应器在向高精端方向发展，在化工反应中处于主要地位，化学反应器是化学反应的载体,是化工研究、生产的基础,是决定化学反应好坏的重要因素之一,因此反应器的设计、选型是十分重要的。反应器的种类很多，设计和选型很重要，座椅应该按照实际情况来设计制造。 一．釜式反应器 （一）反应器的简介 一种低高径比的圆筒形反应器，用于实现液相单相反应过程和液液、气液、液固、气液固等多相反应过程。器内常设有搅拌（机械搅拌、气流搅拌等）装置。在高径比较大时，可用多层搅拌桨叶。在反应过程中物料需加热或冷却时，可在反应器壁处设置夹套，或在器内设置换热面，也可通过外循环进行换热。 （二）反应器的特点 反应器中物料浓度和温度处处相等，并且等于反应器出口物料的浓度和温
度。物料质点在反应器内停留时间有长有短，存在不同停留时间物料的混合，即返混程度最大。反应器内物料所有参数，如浓度、温度等都不随时间变化，从而不存在时间这个自变量。 优点：适用范围广泛，投资少，投产容易，可以方便地改变反应内容。 缺点：换热面积小，反应温度不易控制，停留时间不一致。绝大多数用于有液相参与的反应，如：液液、液固、气液、气液固反应等。 （三）典型反应： 在等温间歇反应器中进行乙酸乙酯皂化反应： CH3COOC2H5+NaOH CH3COONa+ C2H5OH 二．管式反应器 （一）反应器的简介 管式反应器一种呈管状、长径比很大的连续操作反应器。这种反应器可以很长，如丙烯二聚的反应器管长以公里计。反应器的结构可以是单管，也可以是多管并联；可以是空管，如管式裂解炉，也可以是在管内填充颗粒状催化剂的填充管，以进行多相催化反应，如列管式固定床反应器。通常，反应物流处于湍流状态时，空管的长径比大于50；填充段长与粒径之比大于100(气体)或200（液体），物料的流动可近似地视为平推流. （二）反应器的特点 （1）由于反应物的分子在反应器内停留时间相等，所以在反应器内任何一点上的反应物浓度和化学反应速度都不随时间而变化，只随管长变化。
（1） 简述活塞流模型和全混流模型的基本特征。 （2） 根据缩芯模型，描述S H 2和ZnO 反应的宏观步骤 （3） 对于快速的一级不可逆的气液反应，写出其宏观反应速率的表达式（指明 式中各参数的含义）。 （4） 对于一级不可逆的气固相催化反应，写出其宏观反应速率的表达式（指明式中各参 数的含义）。 1.简述理想反应器的种类 答：通常所指的理想反应器有两类：理想混合（完全混合）反应器和平推流（活塞流或挤出流）反应器。所谓完全混合流反应器是指器内的反应流体瞬间达到完全混合，器内物料与反应器出口物料具有相同的温度和浓度。所谓平推流反应器是指器内反应物料以相同的流速和一致的方向进行移动，不存在不同停留时间的物料的混合，所有的物料在器内具有相同的停留时间。 2.简述分批式操作的完全混合反应器 答：反应物料一次性投入反应器内，在反应过程中，不再向器内投料，也不出料，待达到反应要求的转化率后，一次性出料，每批操作所需生产时间为反应时间与非生产性时间之和，非生产性时间包括加料、排料和物料加热、冷却等用于非反应的一切辅助时间。 3.简述等温恒容平推流反应器空时、反应时间、停留时间三者关系 答：空时是反应器的有效容积与进料流体的容积流速之比。反应时间是反应物料进入反应器后从实际发生反应的时刻起到反应达某一程度所需的反应时间。停留时间是指反应物进入反应器的时刻算起到离开反应器内共停留了多少时间。由于平推流反应器内物料不发生返混，具有相同的停留时间且等于反应时间，恒容时的空时等于体积流速之比，所以三者相等。 4.对于可逆放热反应如何选择操作温度 答：1）对于放热反应，要使反应速率尽可能保持最大，必须随转化率的提高，按最优温度曲线相应降低温度； 2）这是由于可逆放热反应，由于逆反应速率也随反应温度的提高而提高，净反应速率出现一极大值； 3）而温度的进一步提高将导致正逆反应速率相等而达到化学平衡。 5.对于反应，21A R C k r =，1E ；A S C k r 2=，2E ，当1E ＞2E 时如何选择操作温度可以提高产物的收率 答：对于平行反应A RT E E A RT E RT E S R R C e k k C e k e k r r S 12212010/20/10---===，所以，当1E ＞2E 时应尽可 能提高反应温度，方可提高R 的选择性，提高R 的收率。 6停留时间分布密度函数E （t ）的含义 答：在定常态下的连续稳定流动系统中，相对于某瞬间t=0流入反应器内的流体，在反应器出口流体的质点中，在器内停留了t 到t+dt 之间的流体的质点所占的分率为E （t ）dt （②分）。 ⎰∞=00.1)(dt t E 。 7.停留时间分布函数F （t ）的含义 答：在定常态下的连续稳定流动系统中，相对于某瞬间t=0流入反应器内的流体 ，在出口流体中停留时间小于t 的物料所占的分率为F （t ）。 ⎰=t dt t E t F 0)()(。 8.简述描述停留时间分布函数的特征值 答：用两个最重要的特征值来描述——平均停留时间t 和方差2 t σ。
固定床反应器 定义：气体流经固定不动的催化剂床层进行催化反应的装置; 特点：结构简单、操作稳定、便于控制、易实现大型化和连续化生产等优点,是现代化工和反应中应用很广泛的反应器; 应用：主要用于气固相催化反应; 基本形式：轴向绝热式、径向绝热式、列管式; 固定床反应器缺点： 床层温度分布不均匀； 床层导热性较差； 对放热量大的反应,应增大换热面积,及时移走反应热,但这会减少有效空间; 流化床反应器沸腾床反应器 定义：流体气体或液体以较高流速通过床层,带动床内固体颗粒运动,使之悬浮在流动的主体流中进行反应,具有类似流体流动的一些特性的装置; 应用：应用广泛,催化或非催化的气—固、液—固和气—液—固反应; 原理：固体颗粒被流体吹起呈悬浮状态,可作上下左右剧烈运动和翻动,好象是液体沸腾一样,故流化床反应器又称沸腾床反应器;
结构：壳体、气体分布装置、换热装置、气—固分离装置、内构件以及催化剂加入和卸出装置等组成; 优点：传热面积大、传热系数高、传热效果好;进料、出料、废渣排放用气流输送,易于实现自动化生产; 缺点：物料返混大,粒子磨损严重；要有回收和集尘装置；内构件复杂；操作要求高等; 固定床： 一、固定床反应器的优缺点 凡是流体通过不动的固体物料形成的床层面进行反应的设备都称为固定床反应器,而其中尤以利用气态的反应物料,通过由固体催化剂所构成的床层进行反应的气固相催化反应器在化工生产中应用最为广泛;气固相固定床反应器的优点较多,主要表现在以下几个方面： 1、在生产操作中,除床层极薄和气体流速很低的特殊情况外,床层内气体的流动皆可看成是理想置换流动,因此在化学反应速度较快,在完成同样生产能力时,所需要的催化剂用量和反应器体积较小; 2、气体停留时间可以严格控制,温度分布可以调节,因而有利于提高化学反应的转化率和选择性;